一、基础渲染管线
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开篇第一句先给自己打个气，希望自己可以坚持学习。
渲染管线的作用：就是通过一系列的处理，把场景的3D元素转化为屏幕的2D图像。
渲染流程主要分为以下阶段
1、应用阶段
2、几何阶段
3、光栅化阶段
4、逐片元操作
5、后处理
1、应用阶段
应用阶段主要是在CPU上完成的，
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准备基本场景数据
包括场景数据。物体变化数据：位置旋转、缩放等；物体网格数据，顶点数据，UV贴图、法线等。
摄像机数据，代表了观察视角。位置、方向、远近裁剪平面、摄像机模式正交或者透视等
光源以及阴影数据。光源的类型，光源的位置，方向等参数
其他全局数据 -
加速算法，粗粒度剔除
准备好上面的渲染的场景对象数据之后，我们还要做一些优化，比如算法上的加速，或者干掉一些看不见的不需要渲染的物体，做一些剔除。可见光的裁剪，可见场景物体的裁剪。
碰撞检测
加速算法
遮挡剔除
其他算法 -
设置渲染状态，准备渲染参数
就是采用什么样的方式去渲染物体
绘制设置，不同的物体我们可能使用不同的shader去渲染，设置不同的合批次方式。
绘制顺序，是由远及近渲染还是先渲染不透明物体，再渲染透明物体等绘制顺序
渲染目标，渲染完成以后，我们要把渲染的结果输出到哪里，是RenderTexture 还是FrameBuffer
渲染模式, 例如unity的前向渲染或者延迟渲染 -
调用drawcall,输出渲染图片到显存
设置好渲染状态以后，我们就会调用drawcall，把带有数据的图元输出到显存上，去交给GPU显示。
顶点数据
其他数据
2、几何阶段
- 顶点着色器(可编程)
空间变换，通过MVP矩阵变换，把物体的顶点从模型空间–世界坐标系下–观察空间–齐次裁剪坐标
顶点顶点着色 - 曲面着色器/几何着色器
可选步骤
曲面着色器是按照一定的规则和算法来生成更多的顶点，将现有的图元和网格细分，变的更加平滑。
几何着色器是基于图元操作的，这个图元可能是一个顶点，也可能是一个线段，也可能是一个三角形，或者其他，它是通过给定的图元去生成更多的图元。 - 投影
正交/ 透视
从3D空间到2D空间的一个转换过程，会在裁剪空间进行一个xyzw的透视除法，对于正交的w=1,这样顶点的位置xyz除完w都不会有变化，就不会有近大远小，而透视w为近小远大。从而把投影坐标系转换到了标准坐标系NDC - 裁剪
视椎体裁剪CVV
正面或背面剔除（可配置）
在裁剪空间以外的，都把他干掉。openGL维度xyz（-1,1) - 屏幕映射
从连续到离散，从三维变到二维
从标准坐标系映射到屏幕坐标系中
3、光栅化阶段
- 三角形设置
计算图元的边界信息 - 三角形遍历
遍历所有像素，检查是否被三角形所覆盖，如果被覆盖，这说明这个片元属于这个三角形，会根据被三角形顶点进行线性差值得到当前的片元数据。 - 抗锯齿
SSAA：渲染到一个分辨率大N倍的buffer，然后对放大N倍的Buffer进行采样
MSAA:在光栅化阶段，计算多个覆盖样本
FXAA/TAA：后处理技术
4、逐片元操作
- 片元着色器
输出片元颜色，根据三角形三个顶点的颜色进行线性插值，类似还可以得到法线，uv信息，深度信息等，然后利用片元数据和其他全局数据，比如光照阴影等等去计算，得到最终的片元颜色 - 颜色混合
透明度测试
透明度小于给定阈值的片元就会被舍弃不渲染
深度测试
深度可以选择覆盖方式 大于小于等于等，也可以设置是否写入深度缓冲区
模板测试
模板测试是比较模板值，也是可以大于小于等于，也可以设置是否写入模板缓冲区 - 混合
同一像素可能有多个片元，对不同片元颜色进行混合，得到最终颜色
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